Los datos no ajustados de las estaciones de período largo en GISS muestran una tendencia de escala de siglo prácticamente plana. ¿Qué pasa con eso?

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Observatorio Meteorológico de Hohenpeissenberg – Imagen de GAWSIS – haga clic para más detalles

Promedios de temperatura de informes continuos estaciones del conjunto de datos GISS

Publicación de invitado de miguel palmeroUniversidad de Waterloo, Canadá

Resumen

El conjunto de datos GISS incluye más de 600 estaciones dentro de los EE. UU. que han sido

en funcionamiento continuo a lo largo del siglo XX. Este breve informe analiza

las temperaturas promedio reportadas por esas estaciones. Los datos no ajustados de ambos

las estaciones rurales y no rurales muestran una tendencia prácticamente uniforme a lo largo del siglo.

El Instituto Goddard de Estudios Espaciales proporciona un conjunto de datos de temperatura superficial que

cubre todo el mundo, pero durante largos períodos de tiempo contiene principalmente estaciones estadounidenses. Para

cada estación, se tabulan los promedios mensuales de temperatura, tanto en bruto como ajustado.

versiones.

Un problema con el cálculo de promedios a largo plazo a partir de dichos datos es la aparición de discontinuidades; la mayoría de los registros de estación contienen uno o más espacios de uno o más meses. Tales brechas pueden deberse a cualquier cosa, desde que el empleado a cargo sea un cuarto borracho hasta la falla del instrumento y el reemplazo o la reubicación. Al menos en algunos ejemplos, tales discontinuidades han dado lugar a “ajustes” que introdujeron tendencias espurias en la serie temporal donde antes no existían.

1 Método: Cálculo de las temperaturas medias anuales

En este informe, utilicé un procedimiento muy simple para calcular los promedios anuales a partir de

Promedios mensuales de GISS que se ocupan de las brechas sin hacer suposiciones ni ajustes.

Supongamos que tenemos 4 estaciones, A, B, C y D. Cada estación cubre 4 puntos de tiempo, sin

brechas:

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En este caso, obviamente podemos calcular las temperaturas medias como:

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Un esquema más indirecto, pero equivalente, para el cálculo de T1 sería:

1660414677 871 Los datos no ajustados de las estaciones de periodo largoCon una serie temporal completa, este esquema no ofrece ninguna ventaja sobre el primero. Sin embargo, se puede aplicar de forma bastante natural en el caso de que falten puntos de datos. Supongamos ahora que tenemos una serie de datos incompleta, como por ejemplo:

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…donde un guión denota un punto de datos faltante. En este caso, podemos estimar las temperaturas medias de la siguiente manera:

1660414677 813 Los datos no ajustados de las estaciones de periodo largoEl resultado de esto es que los valores mensuales de Δtemperatura que faltan simplemente se descartan y se reemplazan por el promedio (Δtemperatura) de las otras estaciones.

Una ventaja que puede no ser inmediatamente obvia es que este esquema también elimina

errores sistemáticos debido al cambio de instrumento o ubicación del instrumento que puede haber ocurrido concomitantemente con una brecha de datos.

Suponga, por ejemplo, que el punto de datos B1 se perdió porque el instrumento en la estación B se descompuso y fue reemplazado, y que la calibración del nuevo instrumento se desplazó en 1 grado con respecto al anterior. Dado que B2 nunca se compara con B0, esta compensación no afectará el cálculo de la temperatura promedio. Por supuesto, no se eliminarán los saltos espurios no asociados con lagunas en la serie temporal.

En todos los gráficos siguientes, la anomalía de temperatura se calculó a partir de

Promedios mensuales del GISS según el esquema recién descrito. El código está escrito en

Python y está disponible a pedido.

2 Tendencias de temperatura para todas las estaciones en GISS

Las tendencias de temperatura para estaciones de EE. UU. rurales y no rurales en GISS se muestran en la Figura

1.

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Figura 1: Tendencias de temperatura y conteo de estaciones para todas las estaciones de EE. UU. en GISS entre 1850 y 2010. La pendiente para las estaciones rurales es de 0,0039 grados/año y para las otras estaciones de 0,0059 grados/año.

Esta figura se asemeja a otras representaciones del mismo conjunto de datos sin procesar. los mas notables

La característica de este gráfico no está en la temperatura sino en el recuento de estaciones. tanto a la

a la izquierda de 1900 y a la derecha de 2000 hay una fuerte caída en el número de disponibles

estaciones Si bien esto parece bastante comprensible antes de 1900, la caída aún más pronunciada

después de 2000 parece peculiar.

Si simplemente cortamos estos dos períodos de tiempo, obtenemos las tendencias que se muestran en la Figura

2.

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Figura 2: Tendencias de temperatura y recuentos de estaciones para todas las estaciones de EE. UU. en GISS entre 1900 y 2000. La pendiente para las estaciones rurales es de 0,0034 grados/año y para las otras estaciones de 0,0038 grados/año.

Se reduce la pendiente ascendente de la temperatura media; esta reducción es más

pronunciado con estaciones no rurales, y la diferencia restante entre rural y

estaciones no rurales es insignificante.

3 estaciones de informes continuos

Hay varios ejemplos de registros de temperatura de ejecución prolongada que no muestran ningún

señal de calentamiento sustancial a largo plazo; ejemplos son los Récord de temperatura en el centro de Inglaterra y el de Hohenpeissenberg, Baviera. Por lo tanto, parecía interesante buscar estaciones estadounidenses de larga duración en el conjunto de datos de GISS. Aquí, seleccioné estaciones que habían informado continuamente al menos un valor promedio mensual (pero generalmente muchos más) para cada año entre 1900 y 2000. Este criterio arrojó 335 estaciones rurales y 278 no rurales.

Las tendencias de temperatura de estas estaciones se muestran en la Figura 3.

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Figura 3: Tendencias de temperatura y conteo de estaciones para todas las estaciones de EE. UU. en GISS que informan continuamente, que contienen al menos un punto de datos mensual para cada año desde 1900 hasta 2000. La pendiente para las estaciones rurales (335 en total) es -0.00073 grados/año , y para las demás estaciones (278 en total) -0,00069 grados/año. La cobertura mensual del punto de datos está por encima del 90 % excepto durante los primeros años.

Si bien la secuencia y las amplitudes de los picos ascendentes y descendentes son muy similares a las que se ven en la Figura 2, las tendencias para las estaciones rurales y no rurales son prácticamente cero. Por lo tanto, la anomalía de temperatura promedio reportada por estaciones de larga duración en el conjunto de datos GISS no muestra ninguna evidencia de calentamiento a largo plazo.

La figura 3 también muestra la cobertura de punto de datos mensual promedio, que está por encima del 90%

durante todos menos los primeros años. Menos del 10% de todos los puntos de datos sin procesar que faltan

es poco probable que tengan un impacto importante en la tendencia de temperatura calculada.

4. Discusión

El número de estaciones estadounidenses en el conjunto de datos GISS es alto y razonablemente estable durante el siglo XX. En el siglo XXI, el número de estaciones se ha reducido drásticamente. En particular, las estaciones rurales se han eliminado casi por completo, hasta el punto de que el conjunto de datos GISS ya no parece ofrecer una base válida para comparar el presente con el pasado. Si limitamos el cálculo de las temperaturas medias al siglo XX, se mantiene una tendencia al alza de aproximadamente 0,35 grados.

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Figura 4: Ubicaciones de las estaciones de EE. UU. que informaron continuamente entre 1900 y 2000 y que figuran en el conjunto de datos GISS. Estaciones rurales en rojo, otras en azul. Esta figura muestra claramente que los EE. UU. son grandes, pero el mundo (que se muestra en la proyección FlatEarth™) es aún más grande.

Curiosamente, esta tendencia es prácticamente la misma con las estaciones rurales y no rurales.

La ligera tendencia al alza de la temperatura observada en la temperatura media de todos

estaciones desaparece por completo si los datos de entrada se restringen solo a estaciones de larga duración, es decir, aquellas estaciones que han informado promedios mensuales durante al menos un mes cada año desde 1900 hasta 2000. Esta discrepancia aún no se ha explicado.

Si bien las estaciones de larga duración representan una minoría de todas las estaciones,

parece más probable que hayan sido atendidos con una calidad constante. El hecho de que su

la tendencia de la temperatura promedio es más baja que el promedio general y no muestra un calentamiento neto en el siglo XX, por lo tanto, no debe descartarse de plano.

Descargo de responsabilidad

No soy un científico del clima y no pretendo tener experiencia relevante en este tema aparte de

aritmética básica. En caso de que haya pasado por alto trabajos anteriores equivalentes, esto se debe a mi desconocimiento del campo, no es deliberado y se modificará a pedido.

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